SBS改性瀝青憑借優(yōu)異的路用性能受到了越來越廣泛的關(guān)注,而老化作為影響瀝青路面使用性能的主要因素之一,伴隨著瀝青混合料從生產(chǎn)拌合、儲(chǔ)存運(yùn)輸至攤鋪使用的全壽命階段。因此,對(duì)SBS改性瀝青的老化行為進(jìn)行深入的研究有著十分重要的意義。目前對(duì)SBS改性瀝青老化前后的宏觀性能研究已日趨成熟,而對(duì)微觀尺度下的性能變化研究還有待深入。本文利用原子力顯微鏡技術(shù)對(duì)老化前后的SBS改性瀝青進(jìn)行微觀特性的研究。首先,采用針入度、軟化點(diǎn)和延度指標(biāo)對(duì)老化前后的基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青進(jìn)行基本性能的分析,同時(shí)利用差示掃描量熱法對(duì)瀝青老化前后的熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:SBS改性劑的加入可以在一定程度上改善瀝青的高溫性能,并使其低溫抗裂性得到增強(qiáng),能夠提高瀝青的熱穩(wěn)定性,同時(shí),SBS改性劑的加入可以降低老化對(duì)瀝青性能的影響,提高瀝青的抗老化能力。其次,利用衰減全反射傅里葉紅外光譜技術(shù)對(duì)瀝青進(jìn)行化學(xué)官能團(tuán)的定性分析,并采用羰基指數(shù)與亞砜基指數(shù)進(jìn)行老化前后特征官能團(tuán)的定量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:老化使瀝青官能團(tuán)發(fā)生了明顯的變化,隨著老化程度的加深,無論是基質(zhì)瀝青還是SBS改性瀝青,羰基指數(shù)與亞砜基指數(shù)逐漸增大,且這種變化在基質(zhì)瀝青中最為明顯,表明基質(zhì)瀝青受老化作用的影響顯著,相較而言SBS改性瀝青具有較好的抗老化性能。SBS改性劑在老化過程中發(fā)生了降解反應(yīng),一定程度上減小了羰基指數(shù)與亞砜基指數(shù)的變化幅度,降低了瀝青的老化程度。最后,利用原子力顯微鏡技術(shù),從表觀形貌和力學(xué)特性兩個(gè)方面對(duì)微觀尺度下瀝青的老化行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明:無論是基質(zhì)瀝青還是SBS改性瀝青,均存在一種特殊的“蜂狀結(jié)構(gòu)”。隨著老化程度的加深,“蜂狀結(jié)構(gòu)”數(shù)量減少,面積占比下降,瀝青表面粗糙度降低,相態(tài)差異性逐漸減小。此外,SBS改性劑的加入可以提高瀝青的微觀粘附力與DMT模量,改善瀝青的微觀力學(xué)特性。在老化的過程中,兩種瀝青微觀粘附力逐漸下降,粘附性能降低;DMT模量逐漸上升,呈現(xiàn)更多的彈性性能,SBS改性瀝青的微觀力學(xué)指標(biāo)變化幅度小于基質(zhì)瀝青,表明其抵抗老化作用能力強(qiáng),抗老化性能優(yōu)異。利用統(tǒng)計(jì)分析軟件針對(duì)微觀力學(xué)指標(biāo)與宏觀力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,表明二者具有良好的相關(guān)性,老化前后瀝青宏觀尺度與微觀尺度下的力學(xué)性能變化呈現(xiàn)出一致的規(guī)律。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 陶瓷皿自然流淌成型 AFM 試樣Fig. 2-1AFM Sample for ceramic dish forming.3 原材料基本性能分析在實(shí)際工程中，瀝青三大指標(biāo)（針入度、軟化點(diǎn)、延度）常用來評(píng)價(jià)瀝青路用，同時(shí)，瀝青作為一種粘彈性材料，其性能與溫度有著密切聯(lián)系，研究瀝青的感能對(duì)于改善瀝青路面工作性與服務(wù)性也有著重要意義。3.1 三大指標(biāo)分析（1）針入度針入度作為評(píng)價(jià)瀝青質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，用來表示瀝青的稠度，從而間接衡青的軟硬程度以及抵抗變形的能力。本文選取基質(zhì)瀝青與 SBS 改性瀝青，測(cè)定化前后的針入度值，測(cè)試溫度為 25℃，并采用殘留針入度比，即老化后的針入度

發(fā)生不可逆的形變，其轉(zhuǎn)變溫度為粘流溫度 Tf，如圖 2-2 所示[52]。本文采用差示掃描量熱法（Differentialscanningcalorimetry,DSC）來研究瀝青的熱力學(xué)性能。DSC 以一種在測(cè)試溫度范圍內(nèi)沒有相態(tài)變化的物質(zhì)為參比物，通過程序溫度控制系統(tǒng)，測(cè)量輸出到被測(cè)試樣與參比物的功率差隨溫度關(guān)系的一種技術(shù)手段[53]。瀝青是一種多烴類組分組成的復(fù)雜物質(zhì)，不同組分對(duì)于溫度的敏感性不同，相態(tài)轉(zhuǎn)變溫度各不相同，因此，DSC 曲線上表現(xiàn)出的轉(zhuǎn)變峰是一個(gè)寬溫域的重疊峰，沒有確定的轉(zhuǎn)變溫度[54]。圖 2-3 是基質(zhì)瀝青未老化狀態(tài)下的 DSC 曲線圖，由圖中可以看到在-15℃與 40℃范圍內(nèi)有 2 個(gè)明顯的寬吸熱峰，本文選用吸熱峰溫度范圍的中間點(diǎn)來表征相態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)的平均溫度。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2879657